Las sondas multielementos matriciales (2D) han sido especialmente diseñadas para la inspección multiángulo y la reconstrucción de imágenes 3D. Cuando no se conoce la orientación del defecto, es aconsejable utilizar una sonda multielemento matricial 2D, capaz de generar un haz en la dirección y con el ángulo deseados.
Las sondas multielementos de matriz 2D están disponibles para aplicaciones de inmersión o contacto. Se fabrican con tecnología piezocompuesta y pueden ser planas, curvas (convexas o cóncavas) o de enfoque transversal.